Цементный раствор время схватывания

Этот сложный многоэтапный процесс, связанный с набором прочности и высыханием, поддается корректировке, но для этого необходимо понимать, что он собой представляет.

Этап затвердевания бетона и других строительных смесей, основой которых является цемент, начинается со схватывания. Раствор и вода в опалубке вступают в реакцию, и это дает толчок приобретению структуры и прочностных качеств.

Схватывание

Время, необходимое для схватывания, будет напрямую зависеть от различных влияний. К примеру, показатель атмосферной температуры равен 20 °C, а фундамент сформирован с применением цемента М200. В таком случае затвердение начнется не ранее, чем через 2 часа и продлится почти столько же.

Отвердение

После фазы схватывания стяжка начинает затвердевать. На данном этапе основная доля гранул цемента и вода в растворе начинают взаимодействовать (происходит реакция цементной гидратации). Наиболее оптимально процесс проходит при атмосферной влажности в 75% и температуре воздуха от +15 до +20 °С.

Если температура не поднялась до +10 градусов, очень велика вероятность того, что бетон не наберет проектной прочности. Именно поэтому в условиях зимы и проведении работ на улице раствор компонуется специальными антиморозными добавками.

Время высыхания цемента

При низкой температуре время существенно увеличивается. Чтобы успешно использовать цемент в холода, важно предпринять защитные меры для предотвращения замерзания раствора. Схватывание бетона в условиях низких температур протекает несколько иначе, наибольшее значение на итоговый результат оказывает температура воды. Чем теплее жидкость, тем быстрее протекает процесс.

Полимеризация бетона

Даже в условиях подогрева воды окружающий холод замедляет скорость гидратации цементного раствора. Приобретение прочности и схватывание занимает больше времени.

Фаза схватывания продолжается недолго, максимум несколько часов смесь материал теряет подвижность, её структура становится хрупкой, но прочности она пока не набрала.

Фаза твердения имеет значительно большую продолжительность.

Время застывания бетона – от каких факторов зависит?

Бетоны и растворы

Бетон – надежный, простой в использовании и доступный по стоимости строительный материал. Он применяется при возведении частных домов, промышленных объектов, многоэтажных жилых и общественных зданий, различных конструкций и сооружений. Время застывания бетона – важнейшая характеристика материала, варьирующаяся в пределах 1–28 дней. Она определяет качество выполненных работ, прочность и длительность безаварийной эксплуатации готовой постройки.

Затвердевание бетонной смеси происходит в результате химического процесса, называемого гидратацией. Под такой реакцией понимают преобразование начальных элементов строительной композиции (цемента, щебня, песка, воды, других добавок) в гидросиликат кальция.

После полного завершения процесса получается монолитный состав с высокими прочностными показателями. Время застывания бетона зависит от:

• марки используемого цемента;
• состава смеси;
• атмосферной влажности;
• соблюдения технологии работы с бетоном;
• температуры воздуха (в помещении, где используется описываемая смесь, и на улице);
• толщины и плотности укладки бетонного слоя;
• ухода за конструкцией во время ее застывания.

Полная полимеризация бетонной смеси проходит в две стадии – схватывания и набора проектной прочности. Эти этапы имеют собственные особенности, которые следует учитывать при выполнении строительных работ.

На прочность бетона большое влияние оказывает марка цемента, из которого он изготавливается. Наиболее надежные смеси делаются из материала М500. А самые непрочные производятся из цемента М100.

Прочность, кгс/ кв. см

Наличие разных компонентов в бетоне изменяет время его затвердевания. Чем больше в смеси гравия либо песка, тем быстрее вода выходит из нее. При повышенном содержании шлака и керамзита, жидкость медленнее испаряется из раствора. В таблице приведены рекомендованные соотношения основных составляющих бетонных смесей.

Расход на 1 кубометр

Песчано-гравийная смесь, кг

Прочность бетона снижается, если не выдерживается требуемая плотность его укладки. Важно! Жидкость выходит из смеси тем медленнее, чем большую плотность имеет раствор. При промышленном строительстве бетон обрабатывают специальным вибрационным оборудованием. В быту его заменяют операции штыкования лопатой и уплотнения ручной трамбовкой.

Для удержания влаги в бетонной смеси, помещенной в опалубочную конструкцию, рекомендуется накрывать последнюю гидроизолятором. В качестве такового используется битумная мастика либо обычная полиэтиленовая пленка. Эти материалы усиливают гидратацию, так как препятствуют быстрому обезвоживанию бетона.

Аналогичного эффекта добиваются и посредством периодического смачивания застывающего раствора водой. Жидкость наносится методом распыления или обрызгивания. Обратите внимание! Указанные мероприятия не ускоряют процесс застывания бетона.

Первый этап полимеризации длится недолго – от 1 до 2,5 часов. Время схватывания бетона зависит от температуры, при которой производятся работы:

• +20 °С – реакция в смеси начинается через 100–120 минут после ее затворения (добавки к цементу, песку и иным компонентам воды). После этого бетон сохнет примерно 1 час.
• +1–19 °С – процесс начинается через 3–5 ч. Для схватывания бетону требуется такое же время.
• 0 °С – реакция стартует после затворения через 7–10 ч, сохнет бетон в течение 16–20 ч.

При отрицательных температурах воздуха компоненты смеси не вступают в химреакцию с водой. Состав не сохнет. Он находится в замороженном (инертном) состоянии, из которого раствор выходит только после повышения температуры до 0°. Указанная проблема решается путем добавления в бетон спецэлементов, чья задача заключается в стимуляции смеси к гидратации, либо сооружения утепленной опалубки.

При температурах выше +30° раствор схватывается очень быстро. Это снижает качество готового бетона (так как вода из него испаряется с высокой скоростью) и прочностные характеристики возводимой конструкции.

В жаркую погоду в бетон добавляют особые компоненты, замедляющие его схватывание (кислота НТФ, сахарная кормовая патока, глюконат натрия, молочная сыворотка, комплексные составы — Зика и Сементол Ретард, Поззолит-100, Аддимент ВЗ).

Стадия твердения бетона стартует сразу после его схватывания. В этот период наблюдается процесс цементной гидратации. Оптимальные условия для его протекания следующие:

• температура воздуха – от +15 до +20 °С;
• уровень влажности – 70–75 %.

При таких условиях требуемый набор прочности раствора отмечается через 28 суток. При других температурах и влажности процент надежности бетона высчитывается по специальной формуле: Rn = R28(lgn/lg28), в которой:

• n – это количество дней, прошедших после заливки смеси (первые и вторые сутки не учитываются);
• R28 – марка бетона (М300, М400);
• lg28, lgn – логарифм (десятичный) возраста раствора.

Домашние умельцы этой формулой не пользуются. При расчетах они ориентируются на график, приведенный ниже.

Определиться со временем твердения бетона и его прочностью на сжатие позволяет и специальная таблица. Она составлена для смесей, сделанных из цемента марок М300, М200 и М400, которые считаются самыми популярными среди мастеров-самоучек.

Этапы отвердевания цементной смеси

В общем случае, для продолжения строительных работ будет достаточно 30-дневной выдержки свежезалитой конструкции. В отдельных случаях, при заливке мощных фундаментов под здания, сооружения или промышленное оборудование, этот срок увеличивают до 90 дней.

При небольшом «бытовом» строительстве – заливке стяжки пола, укладке керамической плитки, обустройстве бетонной отмостки или дорожки и других подобных работах, ходить и перемещать предметы по поверхности можно через 72 часа с момента укладки раствора или бетона.

При этом материал проходит два этапа отвердевания: схватывание и собственно отвердение

• Схватывание. Это достаточно быстрый процесс – не более 24 часов с момента приготовления смеси. Основной фактор, влияющий на скорость схватывания – температура окружающей среды.

В теплое время года, когда температура воздуха находится в пределах 20-22 градуса Цельсия, раствор (бетон) начинает «схватываться» примерно через 2 часа после замешивания. Если же температура воздуха колеблется около 0 градусов, этот процесс может затянуться на 20 часов.

При этом все это время материал сохраняет «подвижность», и если в это время начать производить ним какие-либо действия, стадия «схватывания» может существенно затянутся во времени.

• Отвердение. Согласно строительных норм и инструкций отвердение раствора (бетона) происходит в течение 30 дней после заливки конструкции.

Однако в этом случае подразумевают не полное отвердение, а отвердение до такой величины, при которой можно начинать следующий этап строительных работ. Полное же отвердение происходит в течение одного, а то и нескольких лет.

Надо заметить, что указанные сроки действительны при поддержании оптимальной температуры окружающей среды и влажности согласно инструкции. Также, чтобы схватившийся раствор или бетон набирал свою прочность равномерно и не трескался, его поверхность необходимо защищать от прямых солнечных лучей (как правило, полиэтиленовой пленкой), в очень жаркие дни заливку производить в утренние или вечерние часы, а течение дня сбрызгивать поверхность водой в течение 72 часов.